璀璨星空中的“北理工質(zhì)量”
——成果豐碩的北京理工大學(xué)空間載荷研究
發(fā)布日期：2017-09-05 供稿：黨委宣傳部 韓姍杉 編輯：韓姍杉 審核：安建平、包麗穎 閱讀次數(shù)：
“主動(dòng)瞄準(zhǔn)國家重大戰(zhàn)略和國防重大戰(zhàn)略需求，緊密圍繞我國航天事業(yè)發(fā)展主題，潛心研究，重點(diǎn)攻關(guān)，大力推進(jìn)航天領(lǐng)域科技工作”。2009年，學(xué)校黨委在第十三次黨代會(huì)上首次提出實(shí)施＂6＋1＂發(fā)展戰(zhàn)略，并將“強(qiáng)地、揚(yáng)信、拓天”作為學(xué)科特色發(fā)展路徑，經(jīng)過多年的孕育，在這條“拓天”之路上，空間載荷研究碩果累累。
載荷決定平臺(tái)，載荷促進(jìn)整星。在空間科技領(lǐng)域中，有效載荷作為航天系統(tǒng)中能直接實(shí)現(xiàn)某種特定任務(wù)的儀器、設(shè)備、人員、試驗(yàn)生物及試件等，是航天器在軌發(fā)揮最終航天使命的最重要的一個(gè)分系統(tǒng)，決定著飛行器規(guī)模、軌道需求、所形成的能力，是空間科技領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)之一?！秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015—2025年）》《中國:至2050年空間科技發(fā)展路線圖》等都對(duì)空間有效載荷等技術(shù)給出了規(guī)劃和需求。
浩瀚天際，廣袤無垠，北京理工大學(xué)著力在“拓天”中加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和謀篇布局，依托傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科，大力發(fā)展新興交叉學(xué)科，注重理工融合，推動(dòng)空間有效載荷技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，形成了一批高水平的空間有效載荷研究成果，更加可貴的是，這些成果大都經(jīng)過了實(shí)際在軌運(yùn)行的嚴(yán)苛考驗(yàn)，在璀璨星空中，一份份堅(jiān)實(shí)的“北理工質(zhì)量”，印證了我校在空間載荷科學(xué)研究領(lǐng)域中的研究優(yōu)勢和技術(shù)水平。
吳嗣亮教授團(tuán)隊(duì)榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)
高起點(diǎn)，用傳統(tǒng)優(yōu)勢劍指太空
作為中國共產(chǎn)黨創(chuàng)建的第一所理工科大學(xué)和新中國第一所國防工業(yè)院校，北京理工大學(xué)始終將服務(wù)國家、復(fù)興民族作為不變的追求和使命，為國防科技研究做出了大量的貢獻(xiàn)，也形成了自身在多領(lǐng)域的研究優(yōu)勢。
在參與中國航天事業(yè)中，如何發(fā)揮既有優(yōu)勢，推動(dòng)其參與到空間載荷等領(lǐng)域的研究中，始終是學(xué)校戰(zhàn)略發(fā)展的重點(diǎn)。在正確的戰(zhàn)略謀劃下，經(jīng)過多年持之以恒的推動(dòng)，可以說優(yōu)勢學(xué)科已經(jīng)成為學(xué)?？臻g載荷研究中的骨干力量，成績顯著。
北京時(shí)間2016年10月19日凌晨3點(diǎn)31分，神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)成功實(shí)施自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，標(biāo)志著北理工研制的交會(huì)對(duì)接雷達(dá)圓滿完成任務(wù)。從“神八”開始的“天神”對(duì)接，直至“天舟”三吻“天宮”，北理工空間交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)發(fā)射裝置和微波雷達(dá)接收裝置，已經(jīng)成為中國航天器交會(huì)對(duì)接的“標(biāo)配”。
為中國航天器太空對(duì)接研制的功能性載荷，正是北理工充分發(fā)揮在信息科學(xué)領(lǐng)域優(yōu)勢而研制的空間載荷。近年來，第一部星載空間目標(biāo)測量雷達(dá)、第一部星載威脅告警雷達(dá)、第一顆天基SAR雷達(dá)快視圖像、第一幅在軌可見光實(shí)時(shí)處理圖像、首個(gè)遙感衛(wèi)星星上實(shí)時(shí)處理設(shè)備、首臺(tái)和目前唯一在軌的5通道非相干擴(kuò)頻測控應(yīng)答機(jī)等一大批“中國第一”不斷在空間載荷領(lǐng)域涌現(xiàn)，也充分說明了學(xué)校推動(dòng)優(yōu)勢學(xué)科面向空間載荷研究的戰(zhàn)略謀劃取得了成效。
“北理工多年來形成的科學(xué)研究優(yōu)勢，就是要應(yīng)用于服務(wù)國家的重大戰(zhàn)略需求，面向航天，在空間載荷研究領(lǐng)域?qū)懴滦碌钠?，不僅有利于新成果探索，還積極拓展了學(xué)科的發(fā)展空間。”毛二可院士如是說。固守不是優(yōu)勢，發(fā)展才是保持優(yōu)勢的關(guān)鍵，抓住空間載荷研究的新領(lǐng)域，不斷拓向太空，將通信、雷達(dá)、光學(xué)等傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科延展到空間載荷研究中，北理工劍指太空。
重基礎(chǔ)，理論研究孕育優(yōu)質(zhì)載荷
開展空間載荷研究，將先進(jìn)的技術(shù)匯聚成一個(gè)個(gè)飛入太空的載荷裝置，這其中需要要憑借先進(jìn)的工程技術(shù)能力，解決大量的實(shí)際問題，克服諸多意想不到的現(xiàn)實(shí)困難。但是，空間載荷研究絕不僅僅是“就事論事”的工程應(yīng)用，要形成高水平、高價(jià)值的空間載荷成果，解決航天領(lǐng)域中實(shí)際需求和重大問題，必須要注重基礎(chǔ)研究和理論研究。
基礎(chǔ)愈深，大廈愈高，北理工是這樣想的，也是這樣做的。在空間載荷研究中，學(xué)校始終將解決問題作為研究方向最好的指揮棒，有針對(duì)性地加強(qiáng)引導(dǎo)，集中力量對(duì)重大工程的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行攻關(guān)。
在北京理工大學(xué)宇航學(xué)院，有這樣一項(xiàng)被譽(yù)為“天網(wǎng)”的研究項(xiàng)目，從電腦演示圖像來看，“別致”的造型，規(guī)模不小，一根根連桿形成好似鋼架結(jié)構(gòu)的大網(wǎng)，而這張巨大的網(wǎng)，卻又能自如屈伸。這張“天網(wǎng)”叫做縮比天線反射器，是由北理工胡海巖院士團(tuán)隊(duì)和航天504研究所聯(lián)合開展的研究。
天線反射器地面實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(400平米)
“天網(wǎng)”項(xiàng)目醞釀之初，學(xué)校充分聚焦大型結(jié)構(gòu)在太空展開并長期服役的關(guān)鍵技術(shù)問題，發(fā)揮學(xué)校在力學(xué)研究方面的基礎(chǔ)研究優(yōu)勢，集中力量，攻堅(jiān)克難。在學(xué)校的整體謀劃下，依托我校力學(xué)學(xué)科，在2012年就獲得了我國航天器力學(xué)領(lǐng)域第一個(gè)國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目及相關(guān)的國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體。在項(xiàng)目的支持下，所開展的大型空間結(jié)構(gòu)展開動(dòng)力學(xué)建模與分析等研究迅速提升了我國新型航天器和未來航天器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，解決了航天工程中若干重要技術(shù)難題，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了重要影響。
目前，北理工已經(jīng)研制成功擁有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型空間結(jié)構(gòu)展開動(dòng)力學(xué)仿真軟件和地面模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為我國大型星載天線設(shè)計(jì)提供了最為關(guān)鍵的動(dòng)力學(xué)展開數(shù)值模擬和地面實(shí)驗(yàn)?zāi)M手段，并獲批國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目。2015 年9 月，我國首顆攜帶15.6m 口徑環(huán)形桁架天線的通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星一號(hào)發(fā)射入軌，天線成功展開并工作狀態(tài)良好，成為我國空間結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新里程碑。
北理工在發(fā)展戰(zhàn)略中明確提出“以突出基礎(chǔ)研究為重點(diǎn)、高水平科技成果為標(biāo)志、引領(lǐng)國防科技發(fā)展為方向”的科技工作基本思路。通過對(duì)基礎(chǔ)研究的創(chuàng)新突破，從本質(zhì)上提升學(xué)校的科研實(shí)力，帶動(dòng)人才培養(yǎng)。面對(duì)空間載荷研究，夯實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)國家重大戰(zhàn)略和學(xué)校發(fā)展的“雙贏”。
謀創(chuàng)新，交叉融合拓展宇宙深藍(lán)
開展宇宙的探索，面向充滿無限未知的空間，其本質(zhì)就是一條人類的探索創(chuàng)新之路。著力空間載荷研究，必須堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，在近年來的工作實(shí)踐中，北理工逐漸找到了自己的良性循環(huán)模式，即以空間載荷研究為牽引，大力推動(dòng)學(xué)科交叉融合，以新興交叉學(xué)科發(fā)展的蓬勃?jiǎng)恿?，推?dòng)空間載荷領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。
中國首個(gè)登上國際空間站的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷
2017年6月4日，一只來自北京理工大學(xué)的綠匣子，搭乘備受矚目的美國太空探索技術(shù)公司的可回收式火箭“獵鷹9號(hào)”飛向太空，通過“龍”貨運(yùn)飛船登入國際空間站，這只中國綠匣子的太空之旅可謂不同凡響，不僅成為首個(gè)登入國際空間站的中國空間科學(xué)項(xiàng)目，還標(biāo)志著中美空間科學(xué)合作取得了“零”的突破。這個(gè)由北京理工大學(xué)生命學(xué)院鄧玉林教授團(tuán)隊(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)的空間科學(xué)載荷，旨在研究空間輻射及微重力環(huán)境對(duì)抗體編碼基因的突變影響。登陸太空，對(duì)這個(gè)團(tuán)隊(duì)而言已經(jīng)并不陌生，早在2011年起該團(tuán)隊(duì)的空間生命科學(xué)載荷就搭乘“神舟八號(hào)”首飛太空，之后又陸續(xù)實(shí)現(xiàn)了“長征七號(hào)”和“天舟一號(hào)”載荷搭載。空間載荷成果的一次次遨游太空，也給了創(chuàng)新研究最好的發(fā)展驅(qū)動(dòng)，可以說在世界空間生命科學(xué)研究領(lǐng)域中，北理工已經(jīng)打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)支點(diǎn)，正不斷向著世界最先進(jìn)的水平?jīng)_擊。
中國首套登陸太空的VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）設(shè)備
北理工空間生命科學(xué)載荷能“一飛沖天”，得益于學(xué)校將理工融合發(fā)展落在了實(shí)處。學(xué)科的深度交叉融合，釋放出了驚人的創(chuàng)新力，并在空間載荷研究領(lǐng)域得到了充分的釋放，這樣的成果并不是個(gè)例，伴隨中國航天員完成了歷時(shí)33天的“太空之旅”，中國第一副闖入太空的VR眼鏡，也是北理工瞄準(zhǔn)空間載荷研究，發(fā)揮學(xué)科交叉融合創(chuàng)新的例證。
依托中國航天事業(yè)良好的發(fā)展前景，學(xué)校整體布局，深入推動(dòng)信息、機(jī)械、控制、光電和生命等學(xué)科交叉融合，并成為北理工空間載荷研究創(chuàng)新發(fā)展的不竭動(dòng)力。
拓天之路，志上九天攬?jiān)?，愿赴星辰大?！?017年9月，北理工空間載荷研究院正式成立，這一跨學(xué)院、跨學(xué)科的科研平臺(tái)，將進(jìn)一步統(tǒng)合科研力量，加強(qiáng)空間載荷技術(shù)的理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，聚焦研發(fā)具有北理特色的載荷及應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)校空間載荷資源的整合與共同發(fā)展，同時(shí)通過與國內(nèi)外“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”空間科學(xué)技術(shù)各領(lǐng)域的合作，進(jìn)一步提升學(xué)校在我國空間科技發(fā)展中的研究地位。
并攏五指，聚力于拳，空間載荷研究院的成立必將成為帶動(dòng)我校學(xué)科發(fā)展，實(shí)現(xiàn)服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求，建設(shè)中國特色世界一流理工大學(xué)的又一有力之舉。
